HOME

Stern Logo Ratgeber Ernährung

Alternativen zum Zucker: Molekulare Zungen testen Süßstoffe

Seit Jahren läuft die Suche nach Alternativen zum Zucker, Stichwort Stevia. Mit einer neuen und skurril anmutenden Methode haben Forscher weitere Zucker-Ersatzstoffe entdeckt.

Von Kai Kupferschmidt

Geht es nach den Forschern, könnte der Griff zum Zucker bald Vergangenheit sein

Geht es nach den Forschern, könnte der Griff zum Zucker bald Vergangenheit sein

Wenn es darum geht, das Leben zu versüßen, ist Zucker der unbestrittene König. Aber seine Tage als Herrscher sind möglicherweise gezählt. Forscher des hessischen Biotechnologie-Unternehmens Brain haben mit einer neuen Methode Stoffe gefunden, die Zucker bald ersetzen könnten. „Wenn alles gut läuft, ist so ein Stoff vielleicht schon in zwei Jahren auf dem Markt“, sagt Martin Langer, der für die Unternehmensentwicklung zuständig ist.

Exklusiv für reiche Bürger

Dabei war Zucker über Jahrhunderte eine der begehrtesten Substanzen der Welt. Im alten Rom wurde der Stoff aus Persien importiert und war besonders reichen Bürgern vorenthalten. Auch im Mittelalter blieb der Stoff, der aus Zuckerrohr gewonnen wurde, ein Luxusgut. Das Volk nutzte Honig zum Süßen. Erst der deutsche Chemiker Andreas Sigismund Marggraf, der heute 300 Jahre alt geworden wäre, entdeckte, dass auch die heimische Zuckerrübe sich zu Zucker verarbeiten lässt. Unter der Aufsicht seines Schülers Franz Carl Achard entstand 1806 die erste Zuckerrübenfabrik der Welt. Durch die industrielle Herstellung sank der Preis, und Zucker wurde zum Massenprodukt.

Heute ist der Ruf des Süßmachers allerdings nicht mehr so gut. Kindern wird vor allem eingeschärft, dass Zucker Karies verursacht, und die zunehmende Fettleibigkeit in Deutschland und anderen Ländern wird ihm zumindest zum Teil angelastet. Der Markt für andere Süßstoffe wie Aspartam, Acesulfam oder Saccharin ist inzwischen auf rund eine Milliarde Dollar angewachsen. Aber in großen Mengen benutzt, haben diese Zuckeralternativen einen Nachteil: Sie schmecken bitter oder metallisch. Getränkehersteller mischen deswegen in ihren Light-Getränken verschiedene Ersatzstoffe zusammen. Alternativen, die Firmen wie der Süßstoffhersteller Nutrinova suchen, könnten da eine Lösung sein.

Bei "süß" leuchtet die Zelle grün

Eine Alternative könnten Forscher der Firma Brain, die seit 2004 mit Nutrinova kooperiert, nun gefunden haben. Dafür haben die Wissenschaftler in einer Zellkultur tausende natürliche Substanzen aus Pflanzen, Algen und Mikroorganismen auf ihre Süßkraft getestet. Dazu fügten sie die Gene für die beiden Geschmacksrezeptoren, die uns Süße schmecken lassen, in menschliche Schleimhautzellen. Mehrere 10.000 dieser winzigen Rezeptorenpärchen befinden sich auf der Oberfläche der genetisch veränderten Zellen, die so zu einer Art molekularen Zunge im Reagenzglas werden.

Besitzt ein Stoff einen süßen Geschmack, so dockt er an diese Rezeptoren an und aktiviert sie. In der Zelle wird das Signal durch andere Moleküle weitergegeben und führt schließlich dazu, dass Kalziumionen aus Speichern in der Zelle freigesetzt werden. Normalerweise dient das dazu, ein elektrisches Signal auszulösen und so die Meldung „süß“ an das Gehirn weiterzugeben. Bei den molekularen Zungen aber sind die Zellen mit einem Farbstoff beladen, der fluoresziert, wenn er mit Kalziumionen in Kontakt kommt: Schmeckt die Zelle etwas Süßes, leuchtet sie grün auf.

50 neue Süßstoffe entdeckt

Rund 50 neue Süßstoffe konnten die Forscher auf diese Art und Weise identifizieren. Welche davon sich wirklich als Zuckeralternative eignen, hängt von verschiedenen Dingen ab. So musste zunächst im Tierversuch sichergestellt werden, dass die Substanzen nicht giftig sind. „Einige der Stoffe, die wir gefunden haben, sind auch schon seit Generationen in bestimmten Lebensmitteln enthalten“, sagt Langer. Inzwischen würden diese Substanzen auch von Menschen auf ihren Geschmack getestet. Mit ihrem ausgeprägten Geschmackssinn sollen diese sicherstellen, dass die Stoffe keinen anderen, zum Beispiel bitteren Beigeschmack haben.

Aber die Forscher fanden bei ihren Untersuchungen nicht nur Süßstoffe, sondern auch eine weitere Klasse von Molekülen: Süßkraftverstärker. „Das sind Stoffe, die nicht selber süß schmecken, aber sie verstärken den süßen Geschmack von Zucker“, erklärt Entwicklungsleiter Michael Krohn. Bis zu zehnmal weniger Zucker werde so zum Beispiel in einem Getränk benötigt. Krohn nimmt an, dass sich diese Zuckerbooster auf der Zunge an die Rezeptoren für Süße binden, ohne sie zu aktivieren. Sie verändern dabei aber die Form des Rezeptorpaares, das dann Zucker noch besser binden kann. So werden bei der gleichen Menge Zucker mehr Süßrezeptoren aktiviert. Dem Gehirn wird vorgegaukelt, es sei mehr Zucker in dem Getränk oder dem Essen als der Fall ist.

Bis diese neuen Süßmacher aber wirklich auf den Markt kommen, wie Langer glaubt, müssen noch einige Herausforderungen angegangen werden. Seit Jahren wird in Europa um die Zulassung eines anderen natürlichen Süßstoffes, Stevia, gestritten. Auch Saccharin, der erste künstliche Süßstoff, hatte es schwer. Nachdem zwei Chemiker ihn entdeckt hatten, wurde er 1902 in Deutschland auf Druck der Zuckerindustrie verboten. Erst seit dem zweiten Weltkrieg ist er wieder zugelassen.